PWM回路

質問

次のようなパルス信号を得るにはどのような回路、デバイスがありますでしょうか？
精度、波形品位は厳しい要求はありません。

　・周波数　１０ｋHz～１００ｋHz　可変
　　　　　　　　　　周波数を可変中にDutyが変わらないこと。
　・Duty　　　１０％～９０％　可変
　　　　　　　　　　Dutyを可変中に周波数が変わらないこと。

５５５のようなタイマーICでは難しいでしょうか？
アドバイス頂ければ幸いです。

回答No.4

inara1

ANo.2です。
回路図が間違っていたので修正します。

お礼

お礼が遅くなりまして失礼しました。
回路図と分かりやすい解説を頂き有り難うございました。
私もこれで実験をしてみて満足な性能が得られました．．．
有り難うございました。

回答No.3

bogen555

そうゆう問題で最も安価で簡単なのはスイッチング電源用の制御ICを使うことです。
IC内蔵の発振器とPWMコンパレータを使えば一発です。
例えばこのTL494なんかどうでしょうか？
http://www.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/tl494.pdf
日本語データシートはTIJのサイトからは削除されたようですが、日本メーカーの同等品が参考になります。
http://documentation.renesas.com/doc/DocumentServer/G12649JJ5V0DS00.pdf
http://edevice.fujitsu.com/jp/datasheet/j-ds/j427200.pdf
大量に買えば10円程度ですが、1個だとここでは10倍ですね。
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=757Y-8MD2
なお、壊れた古いパソコンがあれば電源ユニット（ATX電源）を取り出してICを見ると、大概TL494が付いているはずですからそれが使えます。

お礼

お礼が遅れまして失礼しました。
こういう手もあるんですね。今回は実験していませんが、TL494は手元にありましたのでやってみたいと思います。
有り難うございました。

回答No.2

inara1

sailorさんの回答にあるように、オペアンプで周波数可変の三角波を作り、基準電圧可変のコンパレータにその三角波を通してやれば、周波数とDutyを独立に可変できる矩形波が得られます。添付図の回路で動作確認しました。

可変抵抗VR1で周波数が変えられます（実測では8kHzから140kHzの範囲）。VR2でDuty Cycleを変えられます（0から100%の範囲）。添付図下のグラフは、VR2（Duty Cycle）を固定した状態でVR1（周波数）を変えたときのDuty Cycleの変化です。Duty Cycleが小さいとき（10%以下）や大きいとき（90%以上）、周波数を変えるとDuty Cycleが若干変化します。VR1（周波数）を固定した状態でVR2（Duty Cycle）を変えても周波数は変化しません。

U1とU2のオペアンプ回路では、2.5Vを中心に3.6Vppで振れる三角波（電圧範囲は0.7V～4.3V）を発生させています。出力電圧範囲が電源電圧（0V、5V）に近いので、オペアンプには入出力フルスイングのものを使ってください。周波数が100kHzのときの三角波の電圧変化率は1V/μsくらいになるので、スルーレートが2V/μsより大きいオペアンプを使ってください。動作確認で使ったオペアンプ（OPA2353）は入出力フルスイングでスルーレートが22V/μsです。

100kHz・10% dutyのPWM波形のパルス幅は1μsと狭いので、U3のコンパレータには高速のもの（セトリング時間が100ns未満）のものを使ってください。LM339は手元にあったコンパレータで、負荷抵抗を1kΩとしたときの出力波形（PWM波）の立上り時間は54ns、立下り時間は78nsでした。

OPA2353（SOPパッケージ）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02330/
LM339（4回路入り）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00436/

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回答No.1

sailor

５５５だけでやろうとすると、どうしても周波数を変えればデューティーも変わりますし、逆も同じですね。

なのでICL８０３８のようなファンクションジェネレーターICを使うか、もしくは５５５などで発振を行い周波数はこちらで決めてしまい、デューティー制御は５５５の出力を積分し三角波を作り（別の方法で三角波を作っても良い、要は三角波かノコギリ波ができればいい）その波形をコンパレーターに入力してやります。コンパレーターのリファレンスを変更することでトリガがかかる位置を変更することでデューティー比が変わるという回路にしてやれば良いでしょう。PICなどが使えるなら今はそのほうが簡単なんですが、とりあえずアナログ的な方法でということでの回路構成を考えてみました。

お礼

お礼が遅くなって失礼しました。
8038は私も以前よく使っていて今回も必要があってこれを使おうと思っていたのですが現在は保守品になっているようでしたので、今回の質問をしてみました。
おっしゃるようにたいそうな物を使わなくても出来ますね．．．．
ところでPICを使うと簡単とのことですが、私は使ったことがないのですがイメージとしてはD/A付のPICでソフトを回す感じでしょうか？あるいはもっと簡単なツールがあるのでしょうか？向学の為教えて頂ければ幸いです。